Guia5

REPÚBLICA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA
NÚCLEO ARAGUA – SEDE MARACAY
DEPARTAMENTO DE ESTUDIOS BASICOS
CATEDRA DE FÍSICA
GUÍA PRACTICA DE FÍSICA I

PRÁCTICA N° 6. CINEMÁTICA Y DINÁMICA ROTACIONAL
OBJETIVOS GENERALES:
Determinar las características de un movimiento circular
Determinar el momento de inercia, rapidez y aceleración de unarueda.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
l.
Determinar
experimentalmente:
velocidad,
desplazamiento angular empleando un giroscopio.

aceleración

y

2. Obtener experimentalmente el momento de inercia de una rueda.
3. Identificar en el experimento el tipo de movimiento.

CINEMÁTICA ROTACIONAL.
Materiales a utilizar:
(1) 1 Giróscopo
(2) 2 Relojes electrónicos
(3) 4 Barreras luminosas (Interruptor doble)
(4) 1Fuente variable de tensión de (0-5) V cc.
(5) 16 Cables de experimentación.
(6) 2 Varillas de soporte de 100 cm.
(7) 1 Juego de pesas de 100 - 150 - 200 - gramos.
(8) 2 Mordazas de mesa.
(9) 4 Mordazas múltiples.
(10)
1 Cuerda de Nylon de 1m de largo.
Información Fundamental
Rotación: el movimiento más general que puede experimentar un cuerpo
es una combinación de traslación y rotación. Hasta aquísolo hemos
considerado el caso especial de movimiento de traslación a lo largo de una
recta o una curva.
En ésta práctica trataremos el movimiento de rotación alrededor de un eje
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fijo, o sea del movimiento de rotación sin traslación. Veremos que muchas de
las ecuaciones que definen la rotación alrededor de un eje fijo son
exactamente análogas a las encontradas en el movimiento rectilíneo.Velocidad Angular: la figura N° 1 representa un cuerpo rígido de forma
arbitraria, que gira alrededor de un eje fijo que pasa por el punto O y es
perpendicular al plano del dibujo.

[Z, eje de rotación]

El segmento de recta OP es fija respecto al cuerpo y gira con él. La
posición del cuerpo, en conjunto; queda evidentemente determinada
mediante el ángulo
que la recta OP forma con alguna recta fijade
referencia en el espacio, tal como OX se puede determinar que: El
movimiento de rotación de un cuerpo es, análogo al movimiento rectilíneo de
una partícula, cuya posición está completamente determinada por una sola
coordenada, x ó y.
Las ecuaciones del movimiento de rotación se simplifican mucho si el
ángulo
se expresa en radianes.
Un radian es el ángulo central de una circunferencia quecorresponde a
un arco de longitud igual al radio de la misma, como se representa en la
figura N° 2 puesto que el radio está contenido 2 veces en la circunferencia.

1 radian = 360/2
= 57,296 grados.

Figura Nº 2
En general si
representa un ángulo arbitrario correspondiente a un arco
de longitud s sobre la circunferencia de radio r, como se muestra en la figura
Nº 3, el ángulo
(en radianes) esigual a la longitud del arco s dividida por el
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radio r:
Como  = s/r, entonces s = r

Figura N° 3

En la figura Nº 4, una línea de referencia r = op de un cuerpo de rotación,
forma en el instante t1, un ángulo , con la recta fija ox. Se define la
velocidad angular media w del cuerpo, durante el intervalo comprendido
entre t1 y t2, como la razón del desplazamiento angular 2 - 1 =
, altiempo
transcurrido t2 – t1 =
t:

Figura Nº 4

Se define la velocidad angular instantánea w como el límite a que tiende esta
relación cuando
t tiende a cero.
 = lim
t
0
/
t = d/dt, donde  viene expresado en rad/seg, ó rev/seg.
Sí, w es constante; integramos d = t.

Lo que implica que:

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Sí no hay desplazamiento angular inicial 0 = 0 por lo tanto, la velocidad
angular  = /t (rad/seg),sí  es igual a radianes y t es un periodo de tiempo
una vuelta  = 2/P = 2f (rad/seg), donde P es período y frecuencia
expresada c.p.s.
Cuando hablamos de velocidad angular constante nos estamos refiriendo
a que gira el mismo ángulo en el mismo tiempo. Sí la velocidad angular de un
cuerpo varía, se dice que éste tiene aceleración angular. Sean l y 2, las
velocidades angulares en los...